DE102008024963A1

DE102008024963A1 - Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren

Info

Publication number: DE102008024963A1
Application number: DE102008024963A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gotzig; Anton Lill; Jürgen Bauer
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-26
Also published as: ES2718246T3; EP2279431A1; WO2009141059A1; EP2279431B1

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4), insbesondere für ultraschallbasierende Umfelderkennungssysteme in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit mindestens einer als ASIC ausgebildeten Schnittstelleneinheit (7) zwischen dem mindestens einen Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) und einem Steuergerät (5). Es ist eine erfindungsgemäße Schnittstelleneinheit (7) vorhanden, die alle zeitkritischen Sende-, Empfangs- und Programmiermodi aller Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) selbstständig steuert und die ermittelten Signale über entsprechende Kommunikationsleitungen (9, 10) dem Steuergerät (5) zur Verfügung stellt. Die als ASIC ausgebildete Schnittstelleneinheit (7) kann dabei in ein für andere Steuerungsaufgaben bereits vorhandenes Steuergerät (5) integriert werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren, zum Beispiel für ein ultraschallbasierendes Umfelderkennungssystem als Parkassistenz in einem Kraftfahrzeug, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei solchen ultraschallbasierenden Umfelderkennungssystemen werden mindestens ein Ultraschallsensor oder mehrere beispielsweise in der vorderen und/oder hinteren Stoßstange oder auch seitlich an einem Kraftfahrzeug verbaut. Jeder Ultraschallsensor sendet dabei ein Ultraschallsignal aus, welches von einem möglichen Objekt bzw. Hindernis reflektiert wird und von dem gleichen Ultraschallsensor und oder von weiteren Ultraschallsensoren empfangen und dann einer Signalauswertung zugeführt werden kann.
Aus der DE 10 2006 030 616 A1 ist es bekannt, dass Ultraschallsensoren, die Bestandteil eines solchen Sensorsystems für ein Umfelderkennungssystem sind, über eine Mehrzahl von Schnittstelleneinheiten mit einem separaten zentralen Steuergerät zusammenarbeiten. Diese Schnittstelleneinheiten weisen jeweils entsprechende Sensor- und Aktorkanäle auf, über die die Ultraschallsensoren vom Steuergerät unidirektional gesteuert werden können und verfügen auch zum Beispiel über Leistungstreiber, über die Signalgeber angesteuert werden können.
Bekannt ist aus diesem Stand der Technik darüber hinaus, dass die Schnittstelleneinheiten als ASICs ausgebildet sind, die entsprechend konfiguriert die zuvor er wähnten Sensor- und Aktorkanäle bereitstellen und steuern. Auch ist hieraus bekannt, dass diese ASICs mit dem Steuergerät über eine Datenleitung kommunizieren und damit in die Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren integriert werden können.
Bei solchen Anordnungen zur Steuerung von Ultraschallsensoren werden jedoch auch hohe Anforderung hinsichtlich einer zeitkritischen Bearbeitung (sogenannte ”time of flight” Messung der Ultraschallpakete) der auszuwertenden Signale gestellt, die in Echtzeit verarbeitet werden sollten, sodass in der Regel hierzu separate Mikroprozessoren mit einem sogenannten capture register notwendig sind.
Es kann somit als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, die eingangs beschriebe Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren zu weiterzuentwickeln, dass aus Kostengründen und hinsichtlich einer Optimierung der insbesondere zeitkritischen Signalverarbeitung auch eine Reduzierung der Steuergeräte bzw. Mikroprozessoren erreichbar ist.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung geht von einer Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren aus, insbesondere für ultraschallbasierende Umfelderkennungssysteme in einem Kraftfahrzeug, mit einer als ASIC ausgebildeten Schnittstelleneinheit zwischen dem mindestens einen Ultraschallsensor und einem Steuergerät. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine, vorzugsweise für alle Ultraschallsensoren zuständige Schnittstelleneinheit in vorteilhafter Weise so ausgeführt, dass diese alle zeitkritischen Sende-Empfangs- und Programmiermodi in den Ultraschallsensoren selbstständig steuert und die ermittelten Messdaten über entsprechende Kommunikationsleitungen dem Steuergerät zur Verfügung stellt.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung, wenn die als ASIC ausgebildete Schnittstelleneinheit in ein übergeordnetes auch für andere Steuerungsaufgaben zuständiges Steuergerät integriert ist und dabei als zeitkritische Modi sowohl ein reiner Sende-Empfangsmodi, ein reiner Empfangsmodi als auch ein Programmiermodus für die Ultraschallsensoren ausführbar sind.
In vorteilhafter Weise kann zusätzlich eine sogenannte „time of flight”-Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren für eine direkte und/oder eine indirekte Messung ausführbar sein und auch zusätzlich eine Analyse der Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren hinsichtlich der Dauer eines Echos und/oder das Auftreten von höheren Echos von einem mit dem Ultraschallsensor erfassten Objekt ausgeführt werden.
Die mit dem erfindungsgemäßen ASIC ermittelten Messdaten können über serielle oder parallele Kommunikationsleitungen intern dem Steuergerät zur Verfügung gestellt werden.
Ferner ist es auch möglich, dass die als ASIC ausgebildete Schnittstelleneinheit für ausgewählte Signalverarbeitungsaufgaben noch einen kostengünstig minimalisierten Mikroprozessor enthält, mit dem dann zum Beispiel eine Datenanalyse und/oder -diagnose, insbesondere zur Berechnung von realen Abständen von Objekten zum Kraftfahrzeug, durchführbar ist.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass das Prinzip der vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Lösung darin besteht, dass ein ASIC als Schnittstelleneinheit vorgesehen werden soll, welcher in der Lage ist zwischen 1 und beispielsweise maximal 16 Ultraschallsensoren anzusteuern bzw. entsprechende Pegel zu generieren. Dieser ASIC soll dann in der Lage sein, in mindestens 3 Modi zu arbeiten, reiner Sende-Empfangsmodus, reiner Empfangsmodus und in einem Programmiermodus. Weiter soll er noch in der Lage sein, eine ”time of flight” Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren durchzuführen, wobei die ”time of flight” Messung sowohl für eine direkte als auch für eine indirekte Messung möglich sein soll. Der ASIC soll ferner noch in der Lage sein, weitere digitale Informationen, welche durch die Analyse der ”Sensor Date Line” möglich sind, zu erfassen, z. B. die Dauer eines Echos bei der Aussendung und dem Empfang der Ultraschallpakete oder das Auftreten von höheren Echos etc..
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug mit einem integrierten ASIC zur Signalverarbeitung der Signale von Ultraschallsensoren.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Aus 1 ist eine Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren 1, 2, 3 und 4 zu entnehmen, die bei ultraschallbasierenden Umfelderkennungssystemen in einem Kraftfahrzeug, zum Beispiel bei Parkassistenzsystemen, anwendbar ist. Viele Funktionen und die Signalauswertungen der Ultraschallsensoren 1, 2, 3 und 4, zum Beispiel die komplette Datenanalyse, das Betriebssystem, die Diagnosesoftware, HMI oder ähnliches, werden bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel von einem Steuergerät 5 gesteuert, das hier ein nicht extra für das Umfelderkennungssystem ausgebildetes Steuergerät ist, sondern ein sogenanntes fremdes Steuergerät (ECU) sein kann, das für andere Funktionen (zum Beispiel BCM = Body Control Modul, REM = Rear End Modul oder FAS = Fahrassistenz ECU) ohnehin schon im Kraftfahrzeug vorhanden ist, sodass ein separates Steuergerät für das Umfelderkennungssystem hier nicht notwendig ist.
Die Ultraschallsensoren 1, 2, 3 und 4 sind über einen Pegelbaustein 6 mit einem als ASIC ausgebildeten Schnittstellenbaustein 7 verbunden, der so ausgebildet ist, dass diese alle zeitkritischen Sende-Empfangs- und Programmiermodi in den Ultraschallsensoren 1 bis 4 von diesem selbstständig gesteuert werden können und die ermittelten Messdaten beispielsweise über ein Register 8 und parallele Kommunikationsleitungen 9 oder über serielle Kommunikationsleitungen 10 (SPI) einem Mikroprozessor 11 im Steuergerät 5 zur Verfügung gestellt werden. Die Kommunikationsleitungen 10 (SPI) sind dabei auf ein Register 12 im Mikroprozessor 11 im Steuergerät 5 geführt.
Im als ASIC ausgebildeten Schnittstellenbaustein 7 kann auch zusätzlich eine sogenannte „time of flight”-Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren 1 bis 4 für eine direkte und/oder eine indirekte Messung ausführbar sein und auch zusätzlich eine Analyse der Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren 1 bis 4 hinsichtlich der Dauer eines Echos und/oder das Auftreten von höheren Echos von einem mit dem Ultraschallsensor zu erfassenden hier nicht dargestellten Objekts ausgeführt werden.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die als ASIC ausgebildete Schnittstelleneinheit 7 außerdem noch mit einem weiteren Mikroprozessor 13 versehen, mit dem dann zum Beispiel eine Datenanalyse und/oder -diagnose, insbesondere zur Berechnung von realen Abständen von Objekten zum Kraftfahrzeug, mit dem Umfelderkennungssystem durchführbar ist, was dann somit nicht von dem fremden Steuergerät 5 direkt ausgeführt werden muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006030616 A1 [0003]

Claims

Anordnung zur Steuerung von Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4), insbesondere für ultraschallbasierende Umfelderkennungssysteme in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einer als ASIC ausgebildeten Schnittstelleneinheit (7) zwischen dem mindestens einen Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) und einem Steuergerät (5), dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelleneinheit (7) alle zeitkritischen Sende-Empfangs- und Programmiermodi aller Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) selbstständig steuert und die ermittelten Signale über entsprechende Kommunikationsleitungen (9, 10) dem Steuergerät (5) zur Verfügung stellt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als ASIC ausgebildete Schnittstelleneinheit (7) in ein für andere Steuerungsaufgaben bereits vorgesehenes Steuergerät (5) in einem Kraftfahrzeug integriert ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zeitkritische Modi ein reiner Sende-Empfangsmodi, ein reiner Empfangsmodi und/oder ein Programmiermodus für die Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) ausführbar sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine „time of flight”-Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) für eine direkte und/oder eine indirekte Messung ausführbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Analyse der Messung der Ultraschallpakete der Ultraschallsensoren (1, 2, 3, 4) hinsichtlich der Dauer eines Echos und/oder das Auftreten von höheren Echos von einem mit dem jeweiligen Ultraschallsensor (1, 2, 3, 4) zu erfassenden Objekt ausführbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Signale oder Messdaten über eine serielle Kommunikationsleitungen (10) dem Steuergerät (5) zur Verfügung gestellt sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Signale oder Messdaten über eine parallele Kommunikationsleitung (9) dem Steuergerät (5) zur Verfügung gestellt sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine als ASIC ausgebildete Schnittstelleneinheit (7) einen integrierten minimalisierten Mikroprozessor (13) enthält.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem integrierten minimalisierten Mikroprozessor (13) eine Datenanalyse und/oder -diagnose, insbesondere zur Berechnung von realen Abständen von Objekten zum Kraftfahrzeug, mit dem Umfelderkennungssystem durchführbar ist.